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APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 1 APG 20 – Sentindo na pele 1) COMPREENDER A REGULAÇÃO DA GLICOSE E A AÇÃO DOS HORMÔNIOS PANCREÁTICOS (JEJUM E ALIMENTADO E ÍNDICE GLICÊMICO) → O pâncreas endócrino possui dois hormônios principais: insulina e glucagon = juntos eles regulam o metabolismo da glicose, dos ácidos graxos e dos aminoácidos. → Há outros hormônios: somatostatina (é um modelador*) que é liberada em resposta a refeição, inibindo a secreção de insulina, glucagon e PP (polipeptídeo pancreático) e o PP que está relacionado a sensação de saciedade. *comunicação intercelular (células da ilhota): junções comunicantes, capilares fenestrados e vênulas e neural. ➢ REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO – VISÃO GERAL → A insulina (reduzindo os níveis = hipoglicêmico) e o glucagon (aumentando os níveis = hiperglicêmico) são os hormônios chave na regulação de curto prazo da concentração da glicemia, a glicose no sangue. → Alterações nos níveis circulantes desses hormônios permitem ao organismo estocar energia quando o alimento está disponível em abundância ou dispor da energia estocada, por exemplo, durante "crises de sobrevivência", como fome, lesão grave e situações de "luta ou fuga". ➢ INSULINA → SÍNTESE DA INSULINA: A insulina é um hormônio polipeptídico produzido pelas células β das ilhotas de Langerhans - grupos de células endócrinas, incrustados na porção exócrina do pâncreas. → A biossíntese envolve dois precursores inativos, a PRÉ-PRÓ- INSULINA e a PRÓ-INSULINA, que são clivados sequencialmente para formar a INSULINA ATIVA + o PEPTÍDEO C. O peptídeo C é essencial para a organização correta da molécula de insulina. Além disso, devido a sua meia- vida mais longa no plasma, o peptídeo C é um bom indicador da produção e da secreção de insulina. → A insulina é estocada em grânulos no citosol, que, com o estímulo apropriado são liberados por exocitose. → A insulina é degradada pela enzima insulinase, presente no fígado e, em menor quantidade, nos rins. → A insulina possui uma meia-vida plasmática de aproximadamente seis minutos. Essa curta duração de ação permite alterações rápidas nos níveis circulantes desse hormônio. → REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DA INSULINA: a secreção de insulina é regulada por substratos e hormônios que estão circulando no sangue: ✓ Estimulação da secreção de insulina: é devida ao AUMENTO DE GLICOSE no sangue, a mais importante! HIPERGLICEMIA = ESTÍMULO PARA A LIBERAÇÃO DE INSULINA! 1) Aumento da glicose sanguínea 2) A glicose se liga ao GLUT 2 3) A glicose é fosfofiralada a glicose-6-fosfato, através da ação da glicocinase 4) A glicose-6-fosfato é oxidada e libera ATP 5) O ATP fecha canais de K 6) Ocorre uma despolarização 7) Abertura dos canais de cálcio 8) Aumento da concentração intracelular de cálcio 9) As vesículas com insulina vão ser mobilizadas e sofrem exocitose, liberando a insulina APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 2 → MECANISMO DE AÇÃO: Com a insulina liberada, ela necessita ligar-se ao receptor a subunidade alfa (extracelular), o receptor sofre uma alteração conformacional e ativa subunidade beta (intracelular) na parte da tirosinocinase, que fosforila o receptor e determinadas substâncias = proteinocinases, fosfatases, fosfolipases e proteínas G. Logo após a insulina + receptor sofre endocitose e será degradada. ✓ Inibição da secreção de insulina: a síntese e a liberação de insulina estão diminuídas quando existe escassez de combustíveis da dieta (hipoglicemia, hipocalemia = ↓ potássio e inibida pela somatostatina) e também durante períodos de estresse (por exemplo, febre ou infecção). Esses efeitos são mediados principalmente pela adrenalina, que é secretada pela medula adrenal em resposta ao estresse, ao trauma ou ao exercício intenso. → AÇÕES METABÓLICAS DA INSULINA: A insulina liga-se a receptores específicos de alta afinidade na membrana celular da maioria dos tecidos, incluindo o fígado, o músculo e o tecido adiposo. O efeito geral da insulina nesses tecidos é promover o armazenamento do excesso de glicose que está no sangue, no formato de glicogênio, principalmente no fígado e músculos, já no tecido adiposo será via triacilgliceróis. ➢ GLUCAGON → O glucagon é um hormônio polipeptídico de cadeia linear simples com 29 aminoácidos secretado pelas células α das ilhotas de Langerhans pancreáticas. → O glucagon, juntamente com a adrenalina, o cortisol e o hormônio do crescimento (os "hormônios contrarreguladores"), se opõe a muitas das ações da insulina. Em especial, o glucagon age na manutenção dos níveis de glicose sanguínea, EVITANDO A HIPOGLICEMIA DE JEJUM, pela ativação da glicogenólise e da gliconeogênese hepáticas, ele aumenta e mantem a glicose no sangue. → Como acontece com outros hormônios peptídicos, o glucagon é sintetizado como pré-pró-glucagon. O peptídeo de sinalização e outras sequências peptídicas são removidos, para a produção do glucagon que depois é armazenado em grânulos densos, até ser secretado pelas células α. Tanto a glicose como a insulina inibem a síntese do glucagon; elementos sensíveis à insulina e ao AMPc estão presentes no gene para o pré-pró-glucagon. → SECREÇÃO DO GLUCAGON E EPINEFRINA: Especificamente, a secreção do glucagon é aumentada por: ✓ GLICEMIA BAIXA: Uma diminuição na concentração plasmática de glicose é o principal estímulo para a liberação de glucagon. Durante um jejum noturno ou prolongado, os níveis elevados de glucagon previnem a hipoglicemia. Entretanto, quando tem uma hiperglicemia, terá inibição do glucagon!!! ✓ AMINOÁCIDOS: Os aminoácidos provenientes de uma refeição que contém proteínas estimulam a liberação de glucagon e de insulina. O glucagon impede efetivamente a hipoglicemia, que de outra forma ocorreria como resultado da secreção aumentada de insulina após uma refeição rica em proteínas. ✓ ADRENALINA: Níveis elevados de adrenalina circulante, produzida pela medula adrenal, ou de noradrenalina, produzida pela inervação simpática do pâncreas, ou de ambas, estimulam a liberação de glucagon. Assim, durante períodos de estresse, trauma ou exercício intenso, os níveis elevados de adrenalina podem sobrepor-se aos efeitos dos substratos circulantes sobre as células α. Nessas situações - independentemente da concentração de glicose no sangue - os níveis de glucagon se elevam em antecipação ao aumento na utilização de glicose. → AÇÃO MÚTUA: As ações metabólicas do glucagon e epinefrina são reforçadas mutualmente e vão neutralizar a ação da insulina. O glucagon atua, principalmente, no fígado promovendo o processo chamado GLICOGENÓLISE (quebra do glicogênio) e também vai promover o aumento da GLICONEOGÊNESE (é a rota pela qual é produzida glicose a partir de compostos aglicanos = não-açúcares ou não- carboidratos, mas há produção de energia). Já a epinefrina vai estimular a GLICOGENÓLISE no fígado e no músculo, e também a liberação de ácidos graxos livre (lipólise), principalmente no tecido adiposo. APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 3 → MECANISMO DE AÇÃO: começa com o hormônio se ligando a receptor da membrana celular, acoplado a adenilil ciclase por uma proteína G. O segundo mensageiro é o AMPc, que ativa proteinocinases que fosforilam várias enzimas; as enzimas fosforiladas, então, medeiam as ações fisiológicas do glucagon. ➢ HIPOGLICEMIA → A hipoglicemia frequentemente ocorre em pacientes em tratamento com insulina, com controle estrito. O consumo e o metabolismo subsequentes do etanol inibem a gliconeogênese, ocasionando hipoglicemia em indivíduos com depleção nos estoques de glicogênio hepático.O consumo de álcool pode também aumentar o risco de hipoglicemia em pacientes que fazem uso da insulina. O consumo crônico de álcool pode causar hepatopatia alcoólica. ➢ SOMATOSTATINA → A somatostatina pancreática inibe a secreção de insulina e de glucagon por ações parácrinas, nas células α e β. Assim, a somatostatina é secretada pelas células δ em resposta à refeição, difunde para as células α e β próximas e inibe a secreção de seus respectivos hormônios. Aparentemente, a função da somatostatina é de modular, ou limitar, as respostas da insulina e do glucagon à ingestão de alimentos. 2) ANALISAR A FUNÇÃO E O EFEITO DOS CORTICOIDES NO ORGANISMO → O cortisol é o hormônio mais conhecido quando se fala de córtex adrenal, sendo o principal GLICOCORTICOIDE, já que o mais potente, o mais biologicamente ativo. → A liberação é estimulada diretamente pelo hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), liberado na hipófise. → A estimulação da liberação do cortisol ocorre 15 minutos após o surto de ACTH. A liberação do cortisol é maior durante as primeiras horas de vigília, e os níveis declinem a medida que o dia prossegue. Por sua liberação pulsátil, os níveis variam durante o dia. → O ACTH estimula a liberação de cortisol por meio de sua ligação a um receptor de melanocortina 2 da membrana plasmática nas células adrenocorticiais. O ACTH aumenta e ativa a síntese de StAR, a enzima envolvida no transporte de colesterol para a membrana mitocondrial interna. A liberação de ACTH pela adeno-hipófise é regulada pelo peptídeo, o hormônio liberador de corticotrofina (CRH). O cortisol inibe a biossíntese e a secreção do CRH e ACTH. → O cortisol tem uma ampla faixa de ações e muitas vezes é caracterizado como um “hormônio de estresse”. → Em geral: • Aumenta a glicose sanguínea: O efeito metabólico mais importante do cortisol é seu efeito protetor contra a hipoglicemia. Quando os níveis sanguíneos de glicose diminuem, a resposta normal é a secreção do glucagon pancreático, que promove a gliconeogênese e a quebra de glicogênio. Na ausência de cortisol, entretanto o glucagon é incapaz de responder adequadamente a um desafio hipoglicêmico. Como o cortisol é necessário para a plena atividade do glucagon e das catecolaminas, diz-se que ele tem um efeito permissivo em relação a estes hormônios. • Ações cardiovasculares: O cortisol reforça seus efeitos sobre a glicose sanguínea por meio de efeitos positivos sobre o sistema cardiovascular. O cortisol tem ações permissivas sobre catecolaminas ao aumentar a expressão do receptor adrenérgico e consequentemente contribuir para aumentar o débito cardíaco e a pressão arterial. O cortisol estimula a síntese de eritropoietina e por isso aumenta a produção de eritrócitos. A anemia ocorre quando o cortisol é deficiente e policitemia ocorre quando os níveis de cortisol são excessivos. • O cortisol aumenta a lipólise, disponibilizando ácidos graxos aos tecidos periféricos para a produção de energia. O glicerol pode ser usado para a gliconeogênese. • No músculo, altos níveis de cortisol podem resultar em hipocalemia (por ações mineralocorticoides), que pode produzir fraqueza muscular porque hiperpolariza e estabiliza a membrana das células musculares e consequentemente dificulta a estimulação. APG – SOI II Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina/2º Período 4 • O cortisol protege o organismo contra os efeitos nocivos de respostas inflamatórias e imunológicas desenfreadas. Os corticoides possuem ação anti-inflamatória e imunossupressora. Dessa maneira, contribuem para a regulação do sistema imune, o que permite a redução da inflamação e o controle das manifestações clinicas de doenças auto-imunes. • O cortisol também poupa energia para lidar com o estresse ao inibir a função reprodutora. • No osso e cartilagem, diminui a expressão do IGF-1 e do hormônio do crescimento. A presença em níveis excessivos de glicocorticoides resulta em osteoporose e compromete o crescimento do esqueleto e a formação óssea ao inibir a síntese de osteoblastos e de colágeno. O cortisol causa equilíbrio negativo do cálcio. O cortisol diminui a absorção intestinal de Ca2+ e aumenta a excreção renal de Ca2+, resultando na perda de Ca2+ pelo corpo. • O cortisol promove gliconeogênese hepática. Uma parte da glicose produzida no fígado é liberada para o sangue, e o restante é estocado como glicogênio. Como resultado, o cortisol aumenta a concentração de glicose no sangue. 3) ENTENDER A RELAÇÃO DO GLICOCORTICOIDE COM O METABOLISMO E DOENÇAS AUTOIMUNES → Inflamação e respostas imunológicas muitas vezes fazem parte da resposta ao estresse. Contudo, a inflamação e as respostas imunológicas carregam um potencial de dano importante e podem causar a morte se não forem mantidas em um EQUILÍBRIO HOMEOSTÁTICO. → Como um hormônio de estresse, o cortisol tem um papel importante para manter a homeostasia imunológica, o cortisol, juntamente com a epinefrina e a norepinefrina, reprime a produção de citocinas pró‑inflamatórias e estimula a produção de citocinas anti‑inflamatórias. → A resposta inflamatória à lesão consiste em dilação local dos capilares e aumento da permeabilidade capilar, com edema local resultante e acúmulo de leucócitos. Estas etapas são mediadas por prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos. → O cortisol inibe a fosfolipase A2, uma enzima essencial na síntese de prostaglandinas, leucotrienos e tromboxanos. O cortisol também estabiliza as membranas lisossomais, consequentemente diminuindo a liberação das enzimas proteolíticas que aumentam o edema local. → Em resposta à lesão, os leucócitos normalmente deixam o sistema vascular e migram para o local de lesão. Esse processo complexo geralmente é inibido pelo cortisol, assim como a atividade fagocitária dos neutrófilos, embora a liberação dos neutrófilos pela medula óssea seja estimulada. Análogos de glicocorticoides frequentemente são usados farmacologicamente devido a suas propriedades anti‑inflamatórias. → O cortisol inibe a resposta imune e por esse motivo análogos de glicocorticoides são usados como imunossupressores em transplantes de órgãos. Altos níveis de cortisol diminuem o número de linfócitos T circulantes (particularmente linfócitos T auxiliares) e reduzem sua capacidade de migração para o local de estímulo antigênico. Glicocorticoides promovem a atrofia do timo e outros tecidos linfoides. Embora os corticosteroides inibam a imunidade celular, a produção de anticorpos pelos linfócitos B não é comprometida. REFERÊNCIAS • COSTANZO, Linda S.. Fisiologia. 5. ed. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014 • BERNE, Robert M.; LEVY, Matthew N. (Ed.). Fisiologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. • SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017
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